JP2000260738A - 半導体基板の研削加工方法ならびに半導体装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体基板の研削加工方法ならびに半導体装置および半導体装置の製造方法

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JP2000260738A
JP2000260738A JP11063822A JP6382299A JP2000260738A JP 2000260738 A JP2000260738 A JP 2000260738A JP 11063822 A JP11063822 A JP 11063822A JP 6382299 A JP6382299 A JP 6382299A JP 2000260738 A JP2000260738 A JP 2000260738A
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semiconductor
wafer
thickness
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Shinichi Wai
伸一 和井
Kazuo Shirase
一夫 白瀬
Kenji Morita
健二 森田
Hideaki Sasaki
秀昭 佐々木
Hitoshi Odajima
均 小田島
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Hitachi Ltd
株式会社日立製作所
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    • B21F19/00Metallic coating of wire
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B28DWORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/0058Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material
    • B28D5/0082Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material for supporting, holding, feeding, conveying or discharging work
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    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウェーハの裏面研削において、化学エッチン
グ等を必要とすることなく研削加工のみで高精度の研削
仕上げ面を得る。 【解決手段】 研削砥石とウェーハとを相対的に回転さ
せつつ接触させることでウェーハの裏面(回路形成面の
反対側)の研削加工を行うウェーハの研削加工におい
て、研削砥石として、ダイヤ砥粒径2〜4μm(#40
00)のレジンボンド研削砥石を用い、研削砥石の回転
速度をN1とし、ウェーハの回転速度をN2とした時、
N2/N1≦0.025〜0.006の条件下で加工する。
また、裏面研削加工完了からダイシング工程に至る間の
取扱いでは、裏面研削で薄くなり損傷しやすいウェーハ
を、平坦状態を維持して保持する平面吸着治具を用いる
ことで、破損を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板の研削
加工技術および半導体装置ならびに半導体装置の製造技
術に関し、特に、携帯電話やモバイルパソコン,ICカ
ード等の携帯型情報処理機器等に利用し得る電子部品,
電子機器等の半導体装置の製造に用いられる半導体基板
の平面研削仕上げ加工技術等に適用して有効な技術に関
する。
【0002】
【従来の技術】たとえば半導体装置の製造工程では、フ
ォトリソグラフィ技術等を用いた回路パターン形成を行
うウェーハプロセスの完了後、ウェーハを個別の半導体
装置に分離するダイシング工程に先立って、ウェーハの
裏面(回路形成面の反対側)を削り取る裏面研削加工が
行われる。
【0003】すなわち、ウェーハプロセスでは、取扱い
に必要な剛性や強度を確保する等の目的で500μm以
上の厚さのウェーハが用いられているが、IC、LSI
等の半導体装置の回路機能は、ウェーハ表面の厚さ数μ
m程度の領域を活用するのみなので、実装形態や封止形
態等に応じた薄型化、軽量化等を達成すべく、裏面研削
にて余分な厚みを除去する加工が行われるものである。
【0004】このようなウェーハの裏面研削加工を含む
参考技術の半導体装置の製造工程を図10のフローチャ
ートに示す。すなわち、工程(イ)のウェーハA面(回
路形成面)への電子回路の形成後、工程(ロ)、(ハ)
にてウェーハB面(裏面)の裏面研削を行い、さらに、
工程(ニ)にてウェーハB面に化学エッチングを施した
後、工程(ホ)のダイシング工程に供している。
【0005】ここで、参考技術の裏面研削の加工条件の
主な内容を図10の工程(ロ)および(ハ)に示してあ
るが、この条件で加工するとシリコンウェーハ研削面に
は目視で判別可能な砥石ツールの軌跡が見える状態とな
る。また、参考技術の工程(ロ)および(ハ)の加工条
件による研削加工のままだと、後述する抗折強度が低い
などの技術的課題がある。このため、ダイシング前に裏
面研削の加工面仕上げとして図10の工程(ニ)に示す
化学エッチングを実施している。
【0006】この工程(ニ)に示す化学エッチングで
は、ウェーハを構成するシリコンを溶解させるために、
フッ酸や硝酸等の混合液を回転中のウェーハB面に滴下
・噴射して、目標厚さに到達するまで時間をかけエッチ
ング仕上げしていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述の参考技術の裏面
研削加工技術では、仕上げに化学エッチングを必要する
ため、加工所要時間が長くなる、という技術的課題があ
る。たとえば、上述の化学エッチングの速度は5μm/
分程度であるため、工程(ハ)で150μmのエッチン
グ加工代を残した場合には、エッチング仕上げ加工だけ
でウェーハ当たり30分もの時間を要することになる。
また、エッチング時間短縮のために工程(ハ)でエッチ
ング加工代を小さくすると強度低下によるウェーハ破損
の懸念が高くなる、という別の技術的課題を生じる。
【0008】また、化学エッチングでは、フッ酸や硝酸
等の薬液を使用するため、廃液処理のコストが嵩むとと
もに、関連する加工装置に耐蝕性等の耐薬品対策を施す
必要があり、装置の製作コストも嵩み、ランニングコス
トが高くなる、という技術的課題がある。
【0009】また、化学エッチングでは、ウェーハ面内
でのエッチングの進行状態にばらつきを生じるため仕上
がり厚さの管理が難しい、という技術的課題がある。た
とえば、最終厚さを30μm程度に管理する場合には、
このばらつきの影響は大きなものとなる。
【0010】また、裏面研削仕上げ加工完の状態でウェ
ーハの厚さが30μm程度になる場合には強度が低く、
たとえば、次のダイシング工程に至るまでの取扱い操作
におけるわずかな曲げ操作等によっても周辺部の微小な
傷がウェーハ全体に波及してウェーハ破損を生じる、と
いう技術的課題もあるが、参考技術の工程では、裏面研
削からダイシングに至る間のウェーハ取扱いについては
配慮されていない。
【0011】本発明の目的は、研削加工のみで半導体基
板の厚さ削減加工を実現する技術を提供することにあ
る。
【0012】本発明の他の目的は、半導体基板の厚さ削
減加工を高いスループットで実現する技術を提供するこ
とにある。
【0013】本発明の他の目的は、研削加工に起因する
半導体基板の割れ破損を防止することが可能な技術を提
供することにある。
【0014】本発明の他の目的は、フッ酸や硝酸等の薬
液を使用しないプロセスを確立することによる廃液処理
の不要化と加工装置の耐薬品対策の不要化によるコスト
低減、さらには薬液不使用によるランニングコストの低
減を実現することが可能な技術を提供することにある。
【0015】本発明の他の目的は、半導体基板の厚さ削
減加工後の仕上がり厚さの精度を向上させることが可能
な技術を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明では、研削砥石と
半導体基板とを相対的に回転させつつ接触させることで
半導体基板の一主面の研削加工を行う半導体基板の研削
加工において、半導体基板の研削面の仕上げを、砥粒の
細かな砥石を半導体基板に対して相対的に高速に接触さ
せる研削加工にて行う。すなわち、半導体基板に加わる
研削加工時の応力を低くし安定加工する。より具体的に
は、一例として砥石砥粒を#2000(砥粒径4〜6μ
m)〜#4000(砥粒径2〜3μm)とし、目つまり
防止や砥石のドレスサイクルの最適化をねらって砥石と
半導体基板の相対速度を速くする。すなわち半導体基板
から見た砥石周速を速くする。また、仕上がり厚さを制
御するために被加工物である半導体基板の厚さを常時実
測して研削加工終点を検出する。
【0017】また、本発明は、半導体装置の製造方法に
おいて、上述の半導体基板の研削加工を、ウェーハプロ
セス完後のウェーハ裏面研削工程に適用したものであ
る。
【0018】また、本発明は、上述の半導体基板の研削
加工を、ウェーハプロセス完後のウェーハ裏面研削工程
に適用した半導体装置の製造方法にて製造された半導体
装置を提供するものである。
【0019】また、本発明の半導体基板の研削加工技術
を適用されたウェーハに対して、ダイシング前に化学エ
ッチングによる最終仕上げを併用することも本発明に含
まれる。なお、この場合には、化学エッチングの加工代
は、上述の参考技術の場合に比較してウェーハの破損等
を懸念することなく十分に小さくでき、軽度かつ短時間
のフラッシュエッチングでよく、本発明の半導体基板の
研削加工技術の種々の利点が、化学エッチングの併用に
よって損なわれることはない。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。
【0021】図1は、本発明の一実施の形態である半導
体基板の研削加工方法および半導体装置の製造方法の一
例を示すフローチャートであり、図2は、本実施の形態
における半導体基板の研削加工方法および半導体装置の
製造方法での研削加工条件を比較例である参考技術と対
照して例示した図表である。
【0022】また、図3は、本発明の一実施の形態であ
る半導体基板の研削加工方法および半導体装置の製造方
法を実施する研削装置の構成の一例を示す斜視図、図4
は、その一部を取り出して例示した側面図、図5は、そ
の一部を取り出して例示した斜視図である。また、図6
は、本発明の一実施の形態である半導体基板の研削加工
方法および半導体装置の製造方法にて用いられる治具の
作用の一例を示す断面図である。
【0023】まず、図3、図4および図5等にて、本実
施の形態の研削装置の構成について説明する。
【0024】本実施の形態の研削装置は、回転方向およ
び回転速度、軸方向の直線変位(送り動作)等の動作条
件を互いに独立に設定することが可能な粗研削スピンド
ル10(第1軸)および仕上げ研削スピンドル20(第
2軸)、これらの各々に支持されて回転する砥石31お
よび砥石32、ウェーハ90を吸着保持する複数のワー
クテーブル40、複数のワークテーブル40を支持し、
粗研削スピンドル10および仕上げ研削スピンドル20
の各々による加工位置と、ウェーハ90の受け払い位置
に順次移動させる動作を行う割り出しテーブル80、ウ
ェーハ90の受け払い位置にあるワークテーブル40に
対して、未加工のウェーハ90が載置されるセットテー
ブル60と、加工済のウェーハ90が載置される取り出
しテーブル70との間で入替え動作を行う吸着ハンド5
0、等を含んでいる。
【0025】また、これらの各部は、図示しないコンピ
ュータ等の制御系の配下で統括して制御され、粗研削ス
ピンドル10(第1軸)および仕上げ研削スピンドル2
0(第2軸)の各々とワークテーブル40の回転速度の
比率の設定や、後述の厚さ測定装置に連動したウェーハ
90の研削仕上がり厚さの管理、等が実現される構成と
なっている。
【0026】また、粗研削スピンドル10および仕上げ
研削スピンドル20の設置位置には、たとえば、レーザ
干渉等の方法にて、当該粗研削スピンドル10および仕
上げ研削スピンドル20の各々による研削加工中のウェ
ーハ90の厚さ寸法の変化をサブミクロンの精度で検出
することが可能な厚さ測定装置が設置されている。
【0027】図4に例示されるように、個々のワークテ
ーブル40は、図示しないモータ等で任意の方向に後述
のように任意の回転数で回転駆動されるテーブル本体4
1、このテーブル本体41におけるウェーハ90の載置
面に設けられ、多孔質のセラミックス等からなる平坦な
吸着板42と、吸着板42の背面側に連通し、外部の図
示しない排気ポンプ等に接続されることによって吸着板
42に吸着力を発生させる吸引路43、等で構成されて
いる。
【0028】この場合、ワークテーブル40における吸
着板42の外径寸法は、吸着対象のウェーハ90の外径
よりも片側でわずかなΔd(たとえば0.1mm以下)だ
け小さく設定され、ウェーハ90のほぼ全面が吸着板4
2に接触することによって均一な吸着力にて確実に吸着
保持される構造となっている。
【0029】一方、砥石31は、粗研削スピンドル10
(第1軸)に支持されて回転駆動される台金31aと、
この台金31aの端面に円周状に歯状に配列固定された
複数のセグメント砥石31bとで構成されたインフォー
ド型外周砥石が用いられている。
【0030】この第1軸の砥石31の側の仕様条件は、
一例として、セグメント砥石31bが、砥粒径20〜6
0μmのビトリファイドボンド砥石で構成され、粗研削
スピンドル10の回転数(主軸回転数)は、3000r
pm、ワークテーブル40の回転数200〜100rp
m、加工送り速度8〜3μm/秒、に設定されている。
【0031】同様に、砥石32は、仕上げ研削スピンド
ル20(第2軸)に支持されて回転駆動される台金32
aと、この台金32aの端面に円周状に歯状に配列固定
された複数のセグメント砥石32bとで構成されたイン
フォード型外周砥石が用いられている。
【0032】この第2軸の砥石32の側の仕様条件は、
一例として、セグメント砥石32bが、砥粒径2〜4μ
m(#4000)のレジンボンド砥石で構成され、仕上
げ研削スピンドル20の回転数(主軸回転数)は、60
00rpm(周速度3900m/秒)、ワークテーブル
40の回転数150〜40rpm、加工送り速度0.8〜
0.3μm/秒、に設定されている。
【0033】以下、上述の研削装置を用いた本実施の形
態の半導体基板の研削加工方法および半導体装置の製造
方法の作用の一例について説明する。
【0034】以下の説明では、まず電子回路パターンの
形成されないウェーハ90(以降、ミラーウェーハと略
す)で、5インチサイズ・550μm厚のウェーハ90
を2工程(厚さ調整研削・面仕上げ研削)で最終仕上げ
厚50μmにした研削加工例を説明する。その後、電子
回路パターンが形成されたウェーハ90(以降、パター
ン付きウェーハと記す)で所定の結果が得られる本発明
の実施の形態の条件および加工方法を説明する。
【0035】まず、口径5インチで厚さ550μmのミ
ラーウェーハを第1軸(粗研削スピンドル10)での加
工により、砥粒#600のビトリファイドボンド砥石
(セグメント砥石31b)(砥粒径20〜30μm)を
用い、主軸回転数3,000rpm、ワークテーブル回
転数100〜200rpm,加工送り3〜8μm/秒で
厚さが70〜75μmとなるまで加工する。次の第2軸
(仕上げ研削スピンドル20)での加工は、砥粒#40
00のレジボンド砥石(セグメント砥石32b)(砥粒
径2〜3μm)を用い、主軸回転数6,000rpm、
ワークテーブル回転数150rpm、加工送り0.3〜0.
8μm/秒で厚さが50μmとなるまで加工する。以上
の加工条件を本発明の実施の形態の条件Aとする。
【0036】一方、口径5インチで厚さ550μmのミ
ラーウェーハを第1軸での加工により、砥粒#600の
ビトリファイドボンド砥石(砥粒径20〜30μm)を
用い、主軸回転数3,000rpmワークテーブル回転
数100〜200rpm,加工送り8〜3μm/秒で厚
さが70〜75μmとなるまで加工する。次の第2軸で
の加工は、砥粒#4000のレジボンド砥石(砥粒径2
〜3μm)を用い、主軸回転数6,000rpm、ワー
クテーブル回転数40rpm、加工送り0.3〜0.8μm
/秒で厚さが50μmになるまで加工する。以上の加工
条件を本発明の実施の形態の条件Bとする。
【0037】上述の本発明の実施の形態の条件A、Bで
の加工所要時間を概算する。第1軸での厚さ調整加工で
は、加工所要時間は、最大で160秒(≒(550−7
0)/3)である。第2軸での面仕上げ加工では、加工
所要時間は、最大で84秒(≒(75−50)/0.3)
である。従って、本実施の形態の条件A、Bでは、全体
でほぼ4分程度で、厚さ550μmから、最終仕上げ厚
さ50μmまでのウェーハの厚さ削減加工が可能であ
り、しかも後述のように仕上げ面の状態や抗折強度等
は、30分以上の加工時間を必要とする化学エッチング
を施した参考技術の場合となんら遜色のない値が得られ
る。
【0038】次に本発明の実施の形態の条件A・Bの加
工に用いた砥石やウェーハ90の保護テープ91および
ウェーハ90のチャック吸着方法について説明する。
【0039】上述したように、本実施の形態の研削装置
は、厚さ調整研削用スピンドル(粗研削スピンドル10
(第1軸))と平面仕上げ研削スピンドル(仕上げ研削
スピンドル20(第2軸))を備えている。第1軸目・
第2軸目の砥石31(32)は、たとえばΦ209mm
の台金31a(32a)に、巾約3mm・長さ約20m
m・高さ約4mmのセグメント砥石31b(32b)を
円周上に歯状に配置したインフォード型外周砥石が使用
されている。
【0040】ウェーハ90の保護テープ91はUV剥離
タイプの基材テープ厚が100〜150μm・ノリ厚が
30〜50μmで全体厚130〜200μmのものを用
いた。また、貼り付け時気泡・ゴミなどの異物混入のな
いようローラーで均一にウェーハ90に貼り付けた。
【0041】ウェーハ90の研削加工時の固定は、上述
のように、ワークテーブル40に埋め込まれ、多孔質セ
ラミック等で構成される吸着板42により、ウェーハ9
0における保護テープ91の貼付面を真空吸着で保持し
た状態で加工した。
【0042】口径5インチのウェーハ90に対する吸着
板42の吸着面(吸着孔の分布範囲)の大きさは当該ウ
ェーハ90の平面以外は吸着しない寸法に設定してい
る。すなわち、特にウェーハ90外周については、上述
のように、吸着板42(吸着孔の分布範囲)がウェーハ
90の外形寸法より−0.2mm(片側からは−0.1m
m)の範囲内で配置されるよう位置決めして、研削加工
中にウェーハ90の端部も確実に吸着保持されるように
した。
【0043】図2に、上述の本発明の実施の形態の条件
AおよびBと、参考技術の場合の比較例条件および
の各研削加工条件を対照して示す。
【0044】次に、上述のようにして研削加工したウェ
ーハ90をダイシングにより3.3mmサイズに分割し、
抗折強度(相対値)を比較した。本実施の形態では、平
面研削加工したウェーハ90をダイシングテープ92に
貼り替え、同一条件でダイシングを行い機械特性の評価
比較を行った。この時、50μm研削加工後は、ハンド
リング時に厚さ50μmのウェーハ90を保護テープ9
1からダイシングテープ92に貼り換える際、当該厚さ
50μmのウェーハ90を単体で取り扱うのではなく、
必ず平面・平坦性を維持されるように、真空吸着でウェ
ーハ90を平坦に保持する平面吸着治具100を用いて
取扱い、工程間でのウェーハ90の割れ発生を防止し
た。
【0045】すなわち、図6に、平面吸着治具100を
使用した薄いウェーハ90の取扱い方法の一例を示す。
本実施の形態の平面吸着治具100は、治具本体101
と、多孔質セラミックス等で構成される吸着板102
と、吸着板102の背面側に連通し、外部の図示しない
真空源に接続される吸引路103と、吸着板102の反
対側に設けられた把手104、等で構成されている。な
お、本実施の形態では、裏面研削工程からダイシング工
程へのウェーハ90の受渡しには、二つの平面吸着治具
100(第1平面吸着治具100Aおよび第2平面吸着
治具100B)を用いる。
【0046】すなわち、図6の左側に示すように、第1
平面吸着治具100Aにて、払出し位置のワークテーブ
ル40上または取り出しテーブル70上に位置する研削
加工済のウェーハ90の研削面を平坦状態を維持したま
まで吸着保持し、外側に露出した保護テープ91を剥離
する。その後、別の第2平面吸着治具100Bを、第1
平面吸着治具100A対向させて、保護テープ91を剥
離した面(実際のウェーハ90での回路形成面)を、第
2平面吸着治具100Bに吸着させるとともに第1平面
吸着治具100A側の吸着状態を解除することにより受
け渡す(図6の中央)。
【0047】第2平面吸着治具100Bに平坦に吸着保
持されたウェーハ90は、研削仕上げ加工面(裏面)が
外部に露出しており、この裏面に、ダイシングテープ9
2を貼付する。その後、第2平面吸着治具100Bに平
坦に吸着保持されたウェーハ90のダイシングテープ9
2の貼付面をダイシングテーブル150に吸着固定した
後、第2平面吸着治具100Bによる吸着状態を解除す
る(図6の右側)。
【0048】抗折強度の測定は、図7の概念図に例示さ
れる抗折強度測定方法のおよび下段の評価式により求め
た。また、測定結果は、図8のN2/N1比における抗
折強度(相対比)と累積百分率の関係を表す線図で示
す。図7の抗折強度評価式より得られた強度値を図8で
は、相対比表示でグラフにしてある。図8の値は図7に
おいて研削加工面を下側にして測定したデータ値であ
る。図8において・のデータは図2の比較例・
の加工条件でのシリコンウェーハ(チップ)の結果、図
8においてA・Bのデータは本発明の実施の形態の条件
Aと本発明の実施の形態の条件Bの各々の場合の測定デ
ータである。
【0049】この図8の結果より、参考技術のシリコン
ウェーハの研削で使用されていた、仕上げ砥石(#20
00レジンボンド)、主軸3,000rpm(N1:周
速度1850m/分)、ワーク回転数150rpm(N
2)、N2/N1比0.05の加工条件で加工したもの
は、N2/N1比0.006に設定した本発明の実施の形
態の条件Bと比べ、抗折強度が1/2と劣る。本発明の
実施の形態の条件A・Bと比較例・とでは抗折強度
以外に加工面外観やその他の物性でも明確な差がある。
【0050】(1)本発明の実施の形態の条件A・Bの
場合には研削加工面の光沢が優れており、ツールマーク
はほとんど見られない。表面光沢の評価順位は、条件A
>条件B≫比較例>比較例、となる(レーザ光学粗
さ計では、Rmax0.553〜0.448・Ra0.12〜
0.15の範囲内で仕上げ面外観と粗さデータの対応は判
らなかった。)。
【0051】(2)ラマン分析結果、本発明の実施の形
態の条件Aではインテンシティー出力500〜600に
対し、比較例は300程度で表面状態に差がある。
【0052】なお、化学エッチングを行った加工面は、
ラマン分析でのインテンシティー出力1500程度が観
察されている。これはエッチングにて表面の加工損傷部
位が除去されて下地の結晶面が完全に露出するためと考
えられる。従って、ラマン分析において、インテンシテ
ィー出力が、比較例の300程度よりも大きくエッチ
ングの場合の1500程度よりも小さい加工面は、本発
明の実施の形態の条件A・Bによる研削加工を実施した
と結果であると推定することができる。
【0053】以上の実施結果から発明者は、回路形成面
に実際に回路パターンが形成されたパターン付きウェー
ハに対しても厚さ削減加工を本発明の実施の形態の条件
Bで実施し抗折強度の相対値で比較し、図10の参考技
術で行われていた化学エッチングを施したものと比べほ
ぼ同等の結果を確認した。また、抗折強度(相対値)と
周速比(N2/N1)の関係を図9に示す。
【0054】ここでN2/N1比を0.025〜0.006
とした根拠は、0.025は、(1)抗折強度が安定する
プロセス条件、(2)比較例の条件・の抗折強度の
平均値を下回らない加工条件、を満たすことに基づいて
決定され、0.006は、仕上げ研削スピンドル20(第
2軸)の高速化にともなう回転ぶれ防止等のための装置
剛性の増強等による装置コストの増大を考慮し、経済的
かつ実用的な研削加工と判断して決定した。
【0055】また、後述のように、5インチサイズでパ
ターン付きウェーハの加工工程は図1に例示される本実
施の形態の半導体基板の研削加工方法および半導体装置
の製造方法で行った。
【0056】図9において、図10の参考技術のように
化学エッチングを仕上げに用いた比較例の抗折強度平均
値1120とすると、本発明の実施の形態の条件Bでは
1090とほぼ同一結果である。また、シリコンウェー
ハ(チップ)の実装後での電子回路動作は電気的に正常
に動作し、シリコンウェーハ厚さバラツキは、ウェーハ
間のバラツキを比較しても50±3mにすべて入ってい
る。ただし、比較例の化学エッチング仕上げ加工品は、
ウェーハ間のバラツキを含むと研削仕上げ加工品より2
〜4倍の公差が生じることがある。これは、研削仕上げ
加工では常時厚さ変化を観察し研削加工終点の検知が可
能だが、回転エッチング法等による化学エッチング仕上
げ加工では的確な終点検知が困難なためである。
【0057】また、パターン付きウェーハとしては一例
としてバンプ高さ15μmの突起が有る製品で実施した
が、パターン付きウェーハのバンプ高さやパターン状況
によっては、図1のステップ205の酸化膜除去/厚さ
調整研削のところで、砥粒径を#360→#600、#
360→#2000と変化させて加工した後、#400
0砥石によりステップ206の仕上げ研削加工工程を実
施しても何ら差し支えない。また、図1におけるシリコ
ンウェーハのB面研削工程(ステップ205〜206)
完了後に短時間の化学エッチングをフラッシュ的に利用
することも、何ら本発明の実施の形態の条件A・Bを用
いても差し支えない。すなわち、本発明の実施の形態の
条件A・Bでは、ウェーハ90の厚さ減少や加工傷等に
よる破損の懸念なく、数分で化学エッチングが完了する
程度の薄いエッチング加工代を残すことができるからで
ある。
【0058】本実施の形態の半導体装置の製造方法で
は、上述のような本発明の実施の形態の条件A・Bによ
る半導体基板の研削加工方法および装置をウェーハの裏
面研削に利用することができる。
【0059】すなわち、所定のウェーハ製造工程で回路
形成面(A面)が鏡面研磨されたウェーハ90(バルク
ウェーハ)を準備した後(ステップ201)、周知のフ
ォトリソグラフィ技術等を用いたウェーハプロセスによ
り、ウェーハ90の回路形成面(A面)に、複数の半導
体装置に対応した回路パターンを、一括して規則的に反
復して配列形成する(ステップ202)。
【0060】その後、ウェーハ状態において、プロービ
ング等の方法で複数の半導体装置の各々の機能検査を実
施して良否を判別する検査工程を実施する(ステップ2
03)。
【0061】その後、ウェーハA面に保護テープ91を
貼付した後(ステップ204)、貼付面側が吸着保持さ
れるように、ワークテーブル40に固定し、粗研削スピ
ンドル10の砥石31による厚さ調整研削(ステップ2
05)、および仕上げ研削スピンドル20の砥石32に
よる平面仕上げ研削を実行(ステップ206)すること
で、ウェーハ90の裏面研削加工を行い、最終的にたと
えば厚さ50μmに仕上げた後、図6に例示した取扱い
方法(ステップ207a〜207d)で、保護テープ9
1を剥離するとともにダイシングテープ92を貼付した
状態で搬送し、ダイシング工程に供する(ステップ20
7)。
【0062】ダイシング工程では、ウェーハ90を個々
の半導体装置(チップ)の境界部分で切断/分離するダ
イシングを実行する(ステップ208)。
【0063】その後、上述のステップ203の検査工程
で良品と判定されていた半導体装置(チップ)が選択さ
れて、所望の実装技術や封止技術による実装/パッケー
ジング等が必要に応じて実行される(ステップ20
9)。さらに、必要に応じて、実装/パッケージング等
が完了した状態での機能試験等の出荷前試験が行われ
(ステップ210)、最終的に良品と判定されたものが
出荷される(ステップ211)。
【0064】このような本実施の形態の半導体装置の製
造方法によれば、ウェーハ90の裏面研削による厚さ削
減加工に伴ってウェーハ90の強度が低下しても平坦な
状態のままで取り扱うので破損が防止され半導体装置の
歩留りが確実に向上する。
【0065】また、長時間を必要とし各種のコスト高要
因を持つ化学エッチング等を必要とすることなく、ウェ
ーハプロセス完了後のウェーハ90の厚さ削減加工にお
いて研削加工のみによって十分な面仕上げ品質および抗
折強度を実現でき、高いスループットおよびコスト削減
を実現できる。
【0066】さらに、上述のような各種の利点を維持し
つつ、最終的に30μm程度までウェーハ90の厚さを
薄くすることが可能となり、半導体装置(チップ)の薄
さが要求されるICカードや小型の携帯型情報処理機器
を低コストで実現できる。
【0067】さらに、上述の半導体装置の製造方法で製
造された半導体装置によれば、ウェーハ90の裏面研削
で半導体装置(チップ)の厚さを50μm以下に大幅に
薄くすることで、動作時における裏面側への放熱効率が
一層向上し、動作の高速化や信頼性の向上を低コストで
実現できる。
【0068】以上説明したように、本実施の形態の半導
体基板の研削加工方法ならびに半導体装置および半導体
装置の製造方法の実施の形態によれば、以下のような効
果を奏する。
【0069】(1)ウェーハの研削加工面の仕上げを、
化学エッチングを必要とすることなく平面研削加工のみ
で実現することにより、エッチング液等の廃液処理が不
要となり環境問題を考慮した好適なプロセスが実現可能
となる。
【0070】(2)ウェーハの研削加工において、エッ
チング液コスト、装置の腐食性薬液に対する耐蝕性対策
コスト等のランニングコストの低減が可能となる。
【0071】(3)ウェーハ仕上がり厚さのバラツキ精
度を参考技術の±10μmから、±5μm以下に改善す
ることが可能となり、次工程の実装・接続品質を高品質
に維持できる。
【0072】(4)研削の加工効率は化学エッチングの
加工効率よりはるかに高く生産性大で、高スループット
化、低コスト化を実現できる。
【0073】(5)50μm以下までの薄加工のみなら
ず、最終厚さ寸法100〜400μmの場合でも本発明
の実施の形態の条件を用いれば、ウェーハ表面が良質の
ため従来の研削面の機械的ダメージが著しく軽減され、
加工面が高品質になる。
【0074】(6)半導体装置(チップ)の50μm以
下までの薄加工により、市場の小型軽量のモバイル電子
機器に対応した実装構造の実現が可能となる。
【0075】(7)50μm以下までの薄型化により、
チップの裏面側からの放熱/冷却性能の向上が期待でき
る。
【0076】(8)特性的に化学エッチングによる仕上
げ加工が必要な製品の場合でも、本発明の研削条件での
加工後にエッチング加工代を小さくしたフラッシュエッ
チングを併用することで参考技術の場合と比べて、格段
に経済的である。
【0077】以上本発明者によってなされた発明を実施
の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施
の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0078】たとえば、上述の実施の形態では、ウェー
ハプロセス後の裏面研削に適用した場合を例に採って説
明したが、ウェーハプロセス前のバルクウェーハの製造
工程における研削加工等に適用してもよい。
【0079】
【発明の効果】本発明によれば、研削加工のみによる半
導体基板の厚さ削減加工を実現することができる、とい
う効果が得られる。
【0080】また、半導体基板の厚さ削減加工を高いス
ループットで実現することができる、という効果が得ら
れる。
【0081】また、研削加工に起因する半導体基板の割
れ破損を防止することができる、という効果が得られ
る。
【0082】また、フッ酸や硝酸等の薬液を使用しない
プロセスを確立することによる廃液処理の不要化と加工
装置の耐薬品対策の不要化によるコスト低減、さらには
薬液不使用によるランニングコストの低減を実現するこ
とができる、という効果が得られる。
【0083】また、半導体基板の厚さ削減加工後の仕上
がり厚さの精度を向上させることができる、という効果
が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態である半導体基板の研削
加工方法および半導体装置の製造方法の一例を示すフロ
ーチャートである。
【図2】本発明の一実施の形態である半導体基板の研削
加工方法および半導体装置の製造方法での研削加工条件
を比較例の参考技術と対照して例示した図表である。
【図3】本発明の一実施の形態である半導体基板の研削
加工方法および半導体装置の製造方法を実施する研削装
置の構成の一例を示す斜視図である。
【図4】本発明の一実施の形態である半導体基板の研削
加工方法および半導体装置の製造方法を実施する研削装
置の一部を取り出して例示した側面図である。
【図5】本発明の一実施の形態である半導体基板の研削
加工方法および半導体装置の製造方法を実施する研削装
置の一部を取り出して例示した斜視図である。
【図6】本発明の一実施の形態である半導体基板の研削
加工方法および半導体装置の製造方法にて用いられる治
具の作用の一例を示す断面図である。
【図7】研削対象物の抗折強度測定方法の一例を示す概
念図である。
【図8】本発明の一実施の形態である半導体基板の研削
加工方法および半導体装置の製造方法の効果の一例を比
較例と対照して示す線図である。
【図9】本発明の一実施の形態である半導体基板の研削
加工方法および半導体装置の製造方法の効果の一例を示
す線図である。
【図10】本発明の参考技術であるウェーハ裏面研削方
法の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10…粗研削スピンドル、20…仕上げ研削スピンド
ル、31…砥石、31a…台金、31b…セグメント砥
石、32…砥石、32a…台金、32b…セグメント砥
石、40…ワークテーブル、41…テーブル本体、42
…吸着板、43…吸引路、50…吸着ハンド、60…セ
ットテーブル、70…取り出しテーブル、80…割り出
しテーブル、90…ウェーハ、91…保護テープ、92
…ダイシングテープ、100…平面吸着治具、100A
…第1平面吸着治具、100B…第2平面吸着治具、1
01…治具本体、102…吸着板、103…吸引路、1
04…把手。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 健二 神奈川県秦野市堀山下1番地 株式会社日 立製作所汎用コンピュータ事業部内 (72)発明者 佐々木 秀昭 東京都千代田区神田駿河台四丁目6番地 株式会社日立製作所内 (72)発明者 小田島 均 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 Fターム(参考) 3C043 BA09 BA11 BA15 BA17 CC04 CC12 DD05 DD14 3C049 AA04 AA09 AA18 AB03 AB04 AB09 AC01 AC02 BA04 BA07 BA09 BC01 BC02 CA01 CB01 CB02 CB03 CB05 CB10

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 研削砥石と半導体基板とを相対的に回転
    させつつ接触させることで前記半導体基板の一主面の研
    削加工を行う半導体基板の研削加工方法であって、 前記研削砥石として、ダイヤ砥粒径2〜4μm(#40
    00)のレジンボンド研削砥石を用い、前記研削砥石の
    回転速度をN1とし、前記半導体基板の回転速度をN2
    とした時、N2/N1≦0.025〜0.006の条件下で
    加工すること、を特徴とする半導体基板の研削加工方
    法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体基板の研削加工方
    法において、前記研削砥石の前記半導体基板の厚さ方向
    における送り速度を0.3〜0.8μm/秒として、前記半
    導体基板の前記一主面の平面研削仕上げ加工を行うこと
    を特徴とする半導体基板の研削加工方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の半導体基板の研削加工方
    法において、前記半導体基板における回路形成面と反対
    側の裏面の平面研削仕上げ加工を実施することを特徴と
    する半導体基板の研削加工方法。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の半導体基板の研削加工方
    法において、平面研削仕上げ加工の加工しろが少なくと
    も20μmある前記半導体基板で、最終加工厚さが30
    〜400μmである時、厚さバラツキ精度±5μm以下
    であることを特徴とする半導体基板の研削加工方法。
  5. 【請求項5】 請求項1,2,3または4記載の半導体
    基板の研削加工方法において、 前記研削加工後の前記半導体基板をチップサイズに分割
    するダイシング工程に受け渡すまでの工程間における前
    記半導体基板の取扱いに、前記半導体基板を平坦な状態
    で吸着保持する吸着面を備えた搬送治具を用い、前記半
    導体基板の平坦な状態を維持したままで順次受け渡しす
    ることを特徴とする半導体基板の研削加工方法。
  6. 【請求項6】 半導体基板の回路形成面にウェーハプロ
    セスにて一括形成され、ダイシングにて個別に分離され
    ることによって製造される半導体装置であって、前記ダ
    イシングに先立って前記半導体基板における前記回路形
    成面とは反対側の裏面に実施される平面研削仕上げ加工
    が、請求項1,2,3,4または5記載の半導体基板の
    研削加工方法を用いて行われたことを特徴とする半導体
    装置。
  7. 【請求項7】 半導体基板を準備する工程と、 前記半導体基板の回路形成面に複数の半導体装置の回路
    構造を一括して形成する回路形成工程と、 前記半導体基板の前記回路形成面とは反対側の裏面を研
    削砥石を用いて研削する裏面研削工程と、 前記半導体基板を切断して前記半導体装置を個別に分離
    するダイシング工程と、 を含む半導体装置の製造方法であって、 前記裏面研削工程では、前記研削砥石として、ダイヤ砥
    粒径2〜4μm(#4000)のレジンボンド研削砥石
    を用い、前記研削砥石の回転速度をN1とし、前記半導
    体基板の回転速度をN2とした時、N2/N1≦0.02
    5〜0.006の条件下で平面研削仕上げ加工を行うこと
    を特徴とする半導体装置の製造方法。
  8. 【請求項8】 請求項7記載の半導体装置の製造方法に
    おいて、 前記裏面研削工程と前記ダイシング工程との間における
    前記半導体基板の取扱い時には、前記半導体基板を平坦
    な状態で吸着保持する吸着面を備えた搬送治具を用い、
    前記半導体基板の平坦な状態を維持したままで順次受け
    渡しすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007012810A (ja) * 2005-06-29 2007-01-18 Renesas Technology Corp 半導体集積回路装置の製造方法
JP2008028204A (ja) * 2006-07-21 2008-02-07 M Setek Co Ltd ウェハーの裏面研削方法とその装置
JP2008114336A (ja) * 2006-11-06 2008-05-22 Disco Abrasive Syst Ltd チャックテーブルのセルフグラインディング方法
JP2008207302A (ja) * 2007-02-28 2008-09-11 Disco Abrasive Syst Ltd 研削砥石のドレッシング方法およびドレッシング工具

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6520844B2 (en) * 2000-08-04 2003-02-18 Sharp Kabushiki Kaisha Method of thinning semiconductor wafer capable of preventing its front from being contaminated and back grinding device for semiconductor wafers
CN1203530C (zh) * 2000-04-24 2005-05-25 三菱住友硅晶株式会社 半导体晶片的制造方法
JP2003197581A (ja) * 2001-10-18 2003-07-11 Fujitsu Ltd 板状物支持部材及びその使用方法
JP2006150500A (ja) * 2004-11-29 2006-06-15 Elpida Memory Inc レジンボンド砥石およびそれを用いた半導体チップの製造方法
DE102005012446B4 (de) * 2005-03-17 2017-11-30 Siltronic Ag Verfahren zur Material abtragenden Bearbeitung einer Halbleiterscheibe
JP2009246240A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Tokyo Seimitsu Co Ltd 半導体ウェーハ裏面の研削方法及びそれに用いる半導体ウェーハ裏面研削装置
JP6265594B2 (ja) * 2012-12-21 2018-01-24 ラピスセミコンダクタ株式会社 半導体装置の製造方法、及び半導体装置
DE102016113500A1 (de) * 2016-07-21 2018-01-25 Infineon Technologies Ag Vorrichtung zum Steuern einer Bewegung einer Schleifscheibe, Halbleiterwafer-Schleifsystem und Verfahren zum Bilden von Halbleiterbauelementen

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54110783A (en) * 1978-02-20 1979-08-30 Hitachi Ltd Semiconductor substrate and its manufacture
US4956944A (en) * 1987-03-19 1990-09-18 Canon Kabushiki Kaisha Polishing apparatus
US4882878A (en) * 1988-08-05 1989-11-28 Benner Robert L Grinding wheel
JP2810489B2 (ja) * 1990-05-30 1998-10-15 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 砥石車
US5607718A (en) * 1993-03-26 1997-03-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Polishing method and polishing apparatus
JP2622069B2 (ja) * 1993-06-30 1997-06-18 三菱マテリアル株式会社 研磨布のドレッシング装置
US5855735A (en) * 1995-10-03 1999-01-05 Kobe Precision, Inc. Process for recovering substrates
JPH1058290A (ja) * 1996-08-21 1998-03-03 Hiroshi Hashimoto 硬脆材料の研削装置
US5993300A (en) * 1997-08-18 1999-11-30 Hashimoto; Hiroshi Ultrasonic vibration composite processing tool
JP3076291B2 (ja) * 1997-12-02 2000-08-14 日本電気株式会社 研磨装置
KR100303396B1 (ko) * 1998-05-26 2001-11-30 윤종용 반도체장치제조용웨이퍼그라인딩장치
US6200413B1 (en) * 1999-01-19 2001-03-13 Ball Semiconductor, Inc. Quadri-point precision sphere polisher

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007012810A (ja) * 2005-06-29 2007-01-18 Renesas Technology Corp 半導体集積回路装置の製造方法
JP2008028204A (ja) * 2006-07-21 2008-02-07 M Setek Co Ltd ウェハーの裏面研削方法とその装置
JP4690263B2 (ja) * 2006-07-21 2011-06-01 エム・セテック株式会社 ウェハーの裏面研削方法とその装置
JP2008114336A (ja) * 2006-11-06 2008-05-22 Disco Abrasive Syst Ltd チャックテーブルのセルフグラインディング方法
JP2008207302A (ja) * 2007-02-28 2008-09-11 Disco Abrasive Syst Ltd 研削砥石のドレッシング方法およびドレッシング工具

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